16.Нивелиры, их типы, устройство, схемы осей.

Геометрическое нивелирование производится с помощью нивелира и реек. Нивелир - прибор для определения превышений горизонтальной лини­ей визирования.

По точности нивелиры делят на высокоточные (Н-05, Н-2), точные (Н-3) и технические (Н-5, Н-10). Число в шифре прибора означает среднюю квадратическую погрешность (в миллиметрах) измерения превышения на 1 км двойного хода (прямо-обратно). Например, с помощью нивелира Н-10 можно измерить превышение между двумя точками, расстояние между кото­рыми равно 1 км, со средней квадратической погрешностью не более 10 мм.

По способу приведения визирной оси в горизонтальное положение раз­личают нивелиры с цилиндрическим уровнем (Н-05, Н-3, Н-5, рис. 4.1...4.4) и нивелиры с компенсатором (Н-2К, Н-3К, Н-10К, рис. 4.5, 4.6).

У уровенных нивелиров визирная ось устанавливается горизонтально с помощью скрепленного с трубой цилиндрического уровня, а у нивелиров с компенсаторами - автоматически.

Большинство нивелиров снабжены горизонтальным лимбом, позволя­ющим измерять и откладывать горизонтальные углы, причем лимб можно устанавливать на любой начальный отсчет. В шифре таких нивелиров до­бавлена буква Л. Например, Н-10КЛ.

Нивелиры типа Н-3 относятся к точным нивелирам и могут ис­пользоваться для геометрического нивелирования III и IYклассов, техниче­ского нивелирования, а также для выполнения инженерно-геодезических ра­бот.

Нивелиры Н-5, Н-10 относятся к техническим и могут использоваться для технического нивелирования и выполнения инженерно-геодезических работ

В процессе нивелирования визирная ось трубы нивелира должна быть горизонтальна. Для выполнения этого условия оси прибора должны занимать вполне определенное положение. Схемы осей нивелиров разных типов пока­заны на рис. 4.11, 4.12.

Перед выполнением поверок нивелир закрепляют на штативе становым винтом и горизонтируют.

В лабораторных условиях студенты поверяют положение круглого уровня и главное условие нивелира. Вертикальность вертикальной нити сет­ки гарантируется заводом-изготовителем.

17.Устройство точного нивелира с цилиндрическим уровнем, поверка главного условия нивелира, юстировка (с числовым примером).

Такие нивелиры имеют две основные части: трубу и точный ци­линдрический уровень. Трубы нивелиров устроены так же, как трубы теодо­литов, могут давать обратное (Н-3) и прямое (Н-5) изображение. Сетка нитей у нивелиров с цилиндрическим уровнем не имеет юстировочных винтов. Приближенное наведение трубы на рейку выполняется по визиру, а точное - с помощью наводящего винта. Закрепительного винта трубы может не быть (Н-5). В этом случае нивелир снабжается червячной передачей, т.е. беско­нечным наводящим винтом, рукоятки которого выводятся с двух сторон от объектива. Резкое изображение сетки нитей устанавливается с помощью ди­оптрийного кольца окуляра, а наблюдаемого предмета - с помощью кремаль­еры.

Цилиндрический уровень обязательно снабжается юстировочными винтами.

Ось вращения прибора устанавливается в отвесное положение прибли­женно по круглому (установочному) уровню с помощью подъемных винтов. Перед отсчетом по рейке визирную ось точно устанавливают в гори­зонтальное положение по цилиндрическому уровню с помощьюэлевационно-го винта, изменяющего наклон трубы и оси связанного с ней уровня. Для удобства наблюдения за положением пузырька цилиндрического уровня в нивелире Н-5 служит зеркало. В нивелире Н-3 цилиндрический уровень снабжен системой призм, позволяющих получить совмещенное изображение концов пузырька в поле зрения окуляра. Такой уровень называ­ется контактным. Совмещение (контакт) в поле зрения концов пузырька, достигаемое с помощью элевационного винта, соответствует положе­нию пузырька уровня в нульпункте. При этом визирная ось долж­на располагаться горизонтально.

Условие: визирная осьVVтрубы нивелира в момент отсчета по рейке должна быть горизонтальна.

Для нивелиров с цилиндрическим уровнем и с компенсатором это ус­ловие формулируется по-разному.

Для нивелиров с цилиндрическим уровнем: визирная осьVVдолжна быть параллельна оси цилиндрического уровняUU.

Поверка главного условия может выполняться различными способами. В лабораторных условиях студенты выполняют эту поверку на специальном стенде способом двойного нивелирования одних и тех же точек, расстояние между которыми около 50 м. Первое нивелирование выполняется из середи­ны (рис. 4.13), т.е. с равными расстояниями от нивелира до реек (плечами), второе - с неравными плечами (рис. 4.14).

В точках А и В устанавливают рейки, между ними точно в середине ус­танавливают нивелир, приводят его в рабочее положение и берут отсчеты по рейкамaiиbi. Вычисляют правильное значение превышения

Выполняют второе нивелирование тех же точек. Нивелир устанав­ливают перед передней точкой В на расстоянии 2...2,5 м от неё. Приводят

hi= al- bl.

h2 = a2 - b2 .

По действующим инструкциям допустимая величина угла негоризон­тальности визирной оси равна 10", что соответствует 2,5 мм погрешности в отсчете по рейке при расстоянии между точками А и В 50 м. В лаборатор­ных условиях этот допуск увеличивают примерно в два раза и полагают:

если разность полученных превышений х = hi- h2< 4 мм, то условие считают выполненным. В противном случае производят юстировку. Для этого вычисляют правильный отсчетa2' (рис. 4.14)

a2' = a2+ x = b2+ hi.

Например: ai= 1578bi= 1225hi= + 353

a2= 1420b2= 1090h2= + 330

x= + 23 > 4 мм

a2'= 1420 + 23 = 1090 + 353 = 1443 .

При юстировке нивелиров с цилиндрическим уровнем правильный от­счетa2'устанавливают на рейке с помощью элевационного винта. При этом пузырек цилиндрического уровня сойдет с нульпункта. Вращая шпилькой вертикальные юстировочные винты этого уровня, возвращают пузырек в нульпункт.Юстировочные винты расположены под крышкой слева от окуля­ра. В нивелире Н-3 за контактом концов пузырька в процессе юстировки на­блюдают в окуляр.

При юстировке нивелиров с компенсаторами центр сетки нитей со­вмещают с правильным отсчетом а2\ вращая вертикальные юстировочные винты сетки нитей. В нивелире Н-3К эти винты вращают отверткой, в ниве­лире Н-10К - шпилькой. При работе с юстировочными винтами следует помнить правило:сначала ослабляют один винт, затем подтягивают второй;если юстировочных винтов четыре, т.е. два горизонтальных и два вертикаль­ных, то сначала слегка ослабляют горизонтальные винты, а затем вращают вертикальные.

Для контроля поверку повторяют.

Например:a3= 1444b3=1090h3= + 354 х =hi- h3= - 1 мм < 4 мм .

При выполнении поверки главного условия нивелира на учебной прак­тике расстояние между точками А и В выбирают равным 50...75 м.

Удобно выполнять эту поверку на специальном стенде, где превыше­ние между точками А и В равно нулю. В таком случае а2 = b2, т. е. на даль­ней рейке сразу устанавливают тот отсчет, который виден на ближней рейке.